一、設備介紹

蒸汽發(fā)生器（俗稱鍋爐）是利用燃料或其他能(néng)源的熱能(néng)把水加熱成(chéng)爲熱水或蒸汽的機械設備。鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所，鍋爐包括鍋和爐兩(liǎng)大部分。
蒸汽鍋爐有時(shí)又叫(jiào)蒸汽發(fā)生器，是蒸汽動力裝置的重要組成(chéng)部分。電站鍋爐、汽輪機和發(fā)電機是火力發(fā)電站的主機，因此電站鍋爐是生産電能(néng)的重要設備。工業鍋爐是在各種(zhǒng)工業企業中提供生産和供暖所需的蒸汽的必不可少的設備。工業鍋爐數量甚多，需要消耗大量燃料。利用生産過(guò)程中高溫廢氣作爲熱源的餘熱鍋爐對(duì)節能(néng)有重要作用。船用鍋爐裝在各種(zhǒng)船舶上，所産生的蒸汽用于驅動蒸汽動力機械。機車鍋爐作爲蒸汽機車的主要設備尚有一定的應用。鍋爐承受高溫高壓，安全問題十分重要。即使是小型鍋爐，一旦發(fā)生爆，後(hòu)果也十分嚴重。因此，對(duì)鍋爐的材料選用、設計計算、制造和檢驗等都(dōu)制訂有嚴格的法規。

鍋爐可按照不同的方法進(jìn)行分類。鍋爐按用途可分爲工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分爲低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐。

鍋爐-工作過(guò)程（120噸/時(shí)自然循環燃煤電站鍋爐的簡圖和燃燒系統示意圖）。首先由磨煤機將(jiāng)煤磨制成(chéng)粉。煤粉由空氣攜帶通過(guò)裝在爐牆上的燃燒器送入爐膛中燃燒。在火焰中心處的氣體溫度達到1500～1600℃。鍋爐的蒸發(fā)受熱面(miàn)裝在爐膛的内壁上，組成(chéng)水冷壁，吸收爐膛中高溫火焰和煙氣的輻射熱量，使爐膛出口處煙氣溫度降低到1000～1150℃。後(hòu)牆水冷壁的上部分（在水平煙道(dào)進(jìn)口）組成(chéng)排列較稀的數列凝渣管，以防止結渣。爲防止鍋爐受熱面(miàn)上積灰或結渣，還(hái)使用吹灰器。

過(guò)熱器位于水平煙道(dào)中，它的作用是把從鍋筒出來的飽和蒸汽加熱成(chéng)具有一定溫度的過(guò)熱蒸汽，目的是提高電站的經(jīng)濟性。煙氣通過(guò)過(guò)熱器後(hòu)溫度降低到 500～600℃，然後(hòu)進(jìn)入尾部煙道(dào)。尾部煙道(dào)中受熱面(miàn)之一爲省煤器。它由很多平行的蛇形管所組成(chéng)，其作用是使給水在進(jìn)入鍋筒之前預先加熱，并降低排煙溫度。另一尾部受熱面(miàn)是空氣預熱器。它的作用是使空氣在進(jìn)入爐膛以前加熱到一定溫度，以改善燃燒和進(jìn)一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率。

二、工作原理

在水汽系統方面(miàn)，給水在加熱器中加熱到一定溫度，經(jīng)給水管道(dào)進(jìn)入省煤器，進(jìn)一步加熱以後(hòu)送入鍋筒，與鍋水混合後(hòu)沿下降管下行至水冷壁進(jìn)口集箱。水在水冷壁管内吸收爐膛輻射熱形成(chéng)汽水混合物經(jīng)上升管到達鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過(guò)熱器，繼續吸熱成(chéng)爲450℃的過(guò)熱蒸汽，然後(hòu)送往汽輪機。
在燃燒和煙風系統方面(miàn)，送風機將(jiāng)空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被(bèi)磨成(chéng)一定細度的煤粉，由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經(jīng)燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其餘的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒後(hòu)的熱煙氣順序流經(jīng)爐膛、凝渣管束、過(guò)熱器、省煤器和空氣預熱器後(hòu)，再經(jīng)過(guò)除塵裝置，除去其中的飛灰，後(hòu)由引風機送往煙囪排向(xiàng)大氣。

循環方式：鍋爐循環方式是指鍋爐蒸發(fā)系統内水汽的流動方式，可分爲自然循環、輔助循環、直流和複合循環。

煙氣淨化和灰渣處理：鍋爐煙氣中所含粉塵（包括飛灰和炭黑）、硫和氮的氧化物都(dōu)是污染大氣的物質，未經(jīng)淨化時(shí)其排放指标可能(néng)達到環境保護規定指标的幾倍到數十倍。控制這(zhè)些物質排放的措施有燃燒前處理、改進(jìn)燃燒技術、除塵、脫硫和脫硝等。借助高煙囪隻能(néng)降低煙囪附近地區大氣中污染物的濃度。

煙氣除塵所使用的作用力有重力、離心力、慣性力、附著(zhe)力以及聲波、靜電等。對(duì)粗顆粒一般采用重力沉降和慣性力的分離，在較高容量下常采用離心力分離除塵。靜電除塵器和布袋過(guò)濾器具有較高的除塵效率。濕式和文氏-水膜除塵器中水滴水膜能(néng)粘附飛灰，除塵效率很高，還(hái)能(néng)吸收氣态污染物。

煙氣脫硫有吸收法和催化氧化法。幹法吸收用堿性氧化鋁、半焦炭、活性炭等；濕法吸收用氨、碳酸鈉、石灰漿等。用V2O5等觸媒在一定溫度下可使大部分二氧化硫氧化爲三氧化硫，從而有助于吸收脫硫。由于煙氣脫硫設備及運行費用昂貴，大部分企業傾向(xiàng)使用低硫燃料以降低硫氧化物的排放量。

煙氣中氮氧化物主要是一氧化氮。煙氣脫硝有催化分解法、選擇性催化還(hái)原法，也有采用高溫活性炭吸收脫硝的。

燃煤鍋爐在運行中必然要排出大量爐渣和由除塵器收集的飛灰，一般用水力或機械的方法清除送至堆渣場。

熱平衡：計算鍋爐熱效率（簡稱鍋爐效率）的方法。鍋爐熱效率是指送入鍋爐的燃料熱量中得到有效利用的百分數。近代電站鍋爐的效率可達90%以上；工業鍋爐的效率可達75%以上。
送入鍋爐的燃料熱量，除了有效利用的部分外，都(dōu)以各種(zhǒng)形式損失掉了，計有：排煙帶走的熱損失；排煙中未燃盡的一氧化碳、氫和甲烷等造成(chéng)的氣體不完全燃燒熱損失；飛灰、爐渣和爐排漏煤等所含未燃盡碳造成(chéng)的固體不完全燃燒熱損失和散熱損失等。

爲了考核性能(néng)和改進(jìn)設計，鍋爐常要經(jīng)過(guò)熱平衡試驗。直接從有效利用能(néng)量來計算鍋爐熱效率的方法叫(jiào)正平衡，從各種(zhǒng)熱損失來反算效率的方法叫(jiào)反平衡。考慮鍋爐房的實際效益時(shí)，不僅要看鍋爐熱效率，還(hái)要計及鍋爐輔機所消耗的能(néng)量。

單位質量或單位容積的燃料完全燃燒時(shí)按化學(xué)反應方程式計算出的空氣需求量稱爲理論空氣量。爲了使燃料在爐膛内有更多的機會(huì)與氧氣接觸而燃燒，實際送入爐内的空氣量總要大于理論空氣量。實際送入爐内的空氣量與理論空氣量之比值稱爲過(guò)量空氣系數。實際的爐膛出口過(guò)量空氣系數主要取決于燃料性質和燃燒方式，一般在1.05～1.5的範圍内。雖然多送入空氣可以減少不完全燃燒熱損失，但排煙熱損失會(huì)增大，還(hái)會(huì)加劇硫氧化物腐蝕和氮氧化物生成(chéng)。因此應設法改進(jìn)燃燒技術，争取以盡量小的過(guò)量空氣系數使爐膛内燃燒完全。如燃油鍋爐的過(guò)量空氣系數已有可能(néng)小于1.03。這(zhè)種(zhǒng)采用低過(guò)量空氣系數的燃燒技術稱爲低氧燃燒。

三、适用範圍

蒸汽發(fā)生器主要适用于制衣廠，幹洗店，飯店，馍店，食堂，餐廳，廠礦，豆制品廠等場所。